实验4友元函数及虚函数的应用

1、实验4 友元函数及虚函数的应用4.1实验目的1.掌握友元函数的定义方法2.理解并掌握利用虚函数实现动态多态性和编写通用程序的方法3.掌握静态数据成员的特性4.2实验内容与步骤1.上机实验题一 利用虚函数实现的多态性来求四种几何图形的面积之和。这四种几何图形是：三角形、矩形、正方形和圆。几何图形的类型可以通过构造函数或通过成员函数来设置。分析 计算这四种几何图的面积公式分别是：三角形的边长为W，高为H时，则三角形的面积为W* H/2；矩形的边长为W，宽为H时，则其面积为W* H；正方形的边长为S，则正方形的面积为S*S；圆的半径为R，其面积为 3. *R *R。为设置几何图形的数据并求出几何图形

2、的面积，需要定义一个包含两个虚函数的类：class Shapepublic:virtual float Area( void) =0;/求面积virtual void Setdata(float ,float =0) =0;/设置图形数据;因面积的计算依赖于几何图形，故在类中只能定义一个纯虚函数Area。同理，设置几何图形数据的函数Setdata也只能定义为虚函数。把这个基类派生出其它几何图形类。如派生出的三角形类为：class Triangle:public Shape float W,H;/三角形边长为W，高为Hpublic:Triangle(float w=0,float h=0) W=

3、w; H = h; float Area( void) return W*H/2; void Setdata(float w,float h=0) W=w; H = h; ;在派生类中定义了基类中两个虚函数的实现。为了实现求面积和设置数据的多态性，必须定义一个类，该类中定义一个指向基类Shape的指针数组，其元素分别指向由基类Shape派生出的不同的几何图形类，并完成求出所有几何图形面积之和，以及设置参数的函数。一个完整的参考程序如下：#include #include class Shapepublic:virtual float Area( void) =0;/虚函数virtual voi

4、d Setdata(float ,float =0) =0;/虚函数;class Triangle:public Shapefloat W,H;/三角形边长为W，高为Hpublic:Triangle(float w=0,float h=0)W=w;H = h; float Area( void)/定义虚函数 return W*H/2; void Setdata(float w,float h=0)/定义虚函数 W=w; H = h; ;class Rectangle:public Shapefloat W,H;/矩形边长为W，高为Hpublic:Rectangle(float w=0,floa

5、t h=0) W=w; H = h; float Area( void)/定义虚函数return W*H; void Setdata(float w,float h=0)/定义虚函数 W=w; H = h;class Square:public Shapefloat S;/正方形边长Spublic:Square(float a=0) S=a; float Area( void) /定义虚函数return S*S/2; void Setdata(float w,float h=0)/定义虚函数S=w; ;class Circle:public Shapefloat R;/圆的半径为Rpublic

6、:Circle(float r=0) R=r; float Area( void)/定义虚函数return 3.*R *R ; void Setdata(float w,float h=0)/定义虚函数R=w; ;class ComputeShape *s;/指向基类的指针数组public: Compute() /给几何图形设置参数s= new Shape *4;s0 = new Triangle(3,4);s1 = new Rectangle(6,8);s2 = new Square(6.5);s3 = new Circle(5.5);float SumArea(void ) ;Comput

7、e();void Setdata(int n, float a,float b=0) /A sn-Setdata(a,b); /B;Compute:Compute()/释放动态分配的存储空间for(int i= 0; i4; i+)delete si;delete s;float Compute:SumArea(void )float sum =0;for( int i =0; iArea();/通过基类指针实现多态性return sum;void main(void ) Compute a;cout四种几何图形的面积=a.SumArea()n;a.Setdata(2,10);/设置正方形的边

8、长cout四种几何图形的面积=a.SumArea()n; a.Setdata(0, 10,12); /设置三角形的边长和高cout四种几何图形的面积=a.SumArea()n;a.Setdata(1,2,5);/设置正方形的长和宽cout四种几何图形的面积=a.SumArea()n;a.Setdata(3,15.5);cout四种几何图形的面积=a.SumArea()n;程序中A行的Setdata函数属于函数重载，它不是虚函数。该函数中的B行通过基类指针实现多态性。上机要求自己设计测试数据，测试程序的正确性。写出实验报告。2.上机实验题二利用虚函数实现多态性，设计一个通用的双向链表操作程序。链

9、表上每一个结点数据包括：姓名，地址和工资。要求建立一条双向有序链表，结点数据按工资从小到大的顺序排序。分析 首先定义抽象类Object，并由其派生出包含题目要求的结点数据。这两个派生类可定义为：class Object/定义一个抽象类，用于派生描述结点信息的类public:Object() /缺省构造函数virtual int IsEqual(Object &)=0;/判两个结点是否相等virtual void Show()=0;/输出一个结点上的数据virtual int IsGreat(Object &)=0;/判两个结点的大小virtual Object() ;class MenNode

10、:public Object/由抽象类派生出描述结点数据的类char *Name;/姓名char *Addr;/地址int Salary;/工资public:MenNode(char n =0, char a=0, iny s =0) /完成数据初始化if( n=0 ) Name =0;else Name = new char strlen(n)+1;strcpy(Name,n);if( a=0 ) Addr =0;else Addr = new char strlen(a)+1;strcpy(Addr,a);Salary =s;void SetData(char * ,char *, int

11、 );/重新设置结点的数据int IsEqual(Object &);/判二个结点是否相等int IsGreat(Object &ob);/判ob结点是否大于当前结点MenNode( )/释放动态分配的存储空间if(Name) delete Name; if( Addr) delete Addr;void Show()/重新定义虚函数 cout 姓名： Namet 地址：Addrt工资：SalaryNext=node-Prev=0;/指该结点的前后向指针置为空else /链表不为空,找到插入位置Node *pn = Head;while (pn ) /B Object &obj= *(node

12、-Info);if( pn-Info-IsGreat( obj) Next;if(pn = 0 ) /D Tail-Next=node;/使原链表尾结点的后向指针指向这结点 node-Prev=Tail;/使该结点的前向指针指向原链表尾结点 Tail=node;/使Tail指向新的链表尾结点 node-Next=0;else /插在pn所指向结点之前if( pn = Head )/Enode-Next = Head;Head-Prev = node;node-Prev = 0;Head = node;else /Fpn-Prev-Next = node;/使pn指向结点的前一个结点指向node

13、 node-Next = pn; node-Prev = pn;/设置后向链 pn-Prev = node;A行中条件成立时，双向链表为空链，要插入结点为链表上的第上一个结点，初始化这个双向链表。B行中的循环语句实现查找插入位置，当找到插入位置或整个链表上的结点都查完后，结束这个循环语句。C行中的条件成立时，表示要把结点插在pn所指向的结点之前。D行中的条件成立时，表示要把结点插入链尾。若E行中的条件成立时，要把结点插在第一个结点之前；否则将结点插在pn所指向的结点之前。一个完整的参考程序如下：#include #include class Object/定义一个用于派生结点信息的抽象类pub

14、lic:Object() virtual int IsEqual(Object &)=0;/判二个结点是否相等virtual void Show()=0;/输出一个结点上的数据virtual int IsGreat(Object &)=0; /判二个结点的大小virtual Object() ;class Node/结点类private:Object *Info;/指向描述结点的数据域Node *Prev,*Next;/用于构成链表的前后向指针public: Node () Info=0; Prev=0; Next=0;Node ( Node &node)/完成拷贝功能的构造函数Info=no

15、de.Info;Prev=node.Prev;Next=node.Next; void FillInfo(Object *obj)Info =obj;/使Info指向数据域friend class List;/定义友元类;class List/实现双向链表操作的类Node *Head,*Tail;/链表首和链表尾指针public:List()Head=Tail=0;/置为空链表List()DeleteList();/释放链表占用的存储空间void AddNode(Node *);/在链表尾加一个结点Node * DeleteNode(Node *);/删除链表中的一个指定的结点Node *Lo

16、okUp(Object &);/在链表中查找一个指定的结点void ShowList();/输出整条链表上的数据void DeleteList();/删除整条链表;void List:AddNode(Node *node)if(Head =0)/条件成立时，为空链表Head=Tail=node;/使链表首和链表尾指针都指向这结点node-Next=node-Prev=0;/指该结点的前后向指针置为空else /链表不为空,找到插入位置Node *pn = Head;while (pn ) Object &obj= *(node-Info);if( pn-Info-IsGreat( obj) N

17、ext;if(pn = 0 ) /插入链尾 Tail-Next=node;/使原链表尾结点的后向指针指向这结点 node-Prev=Tail;/使该结点的前向指针指向原链表尾结点 Tail=node;/使Tail指向新的链表尾结点 node-Next=0;else /插在pn所指向结点之前if( pn = Head ) /插在第一个结点之前node-Next = Head; Head-Prev = node;node-Prev = 0; Head = node;else/使pn指向结点的前一个结点指向node pn-Prev-Next = node; node-Next = pn; node-

18、Prev = pn;/设置后向链 pn-Prev = node;Node * List:DeleteNode(Node *node)/删除指定的结点if( node = Head )/二者相等，表示删除链表首结点if(node = Tail)/二者相等，表示链表上只有一个结点Head=Tail=0;else /删除链表首结点Head=node-Next;Head-Prev=0;else /删除的结点不是链表上的首结点 node-Prev-Next=node-Next;/从后向链指针上取下该结点 if(node != Tail ) node-Next-Prev=node-Prev; else T

19、ail = node-Prev ;/要删除的结点为链表尾结点node-Prev=node-Next=0;/将已删除结点的前后向指针置为空return( node);Node * List:LookUp(Object &obj)/从链表上查找一个结点Node *pn=Head;while(pn) if(pn-Info-IsEqual(obj) return pn;/找到要找的结点pn=pn-Next;return 0;/链表上没有要找的结点void List :ShowList()/输出链表上各结点的数据值Node *p=Head;while(p) p-Info-Show();p=p-Next;

20、void List:DeleteList()/删除整条链表Node *p,*q;p=Head;while (p) delete p-Info;/释放描述结点数据的动态空间q=p; p=p-Next;delete q;/释放Node占用的动态空间class MenNode :public Object/由抽象类派生出描述结点数据的类char *Name;/姓名char *Addr;/地址int Salary;/工资public:MenNode(char *n=0, char *a=0, int s =0) if( n=0 ) Name =0;else Name = new char strlen

21、(n)+1;strcpy(Name,n);if( a=0 ) Addr =0;else Addr = new char strlen(a)+1;strcpy(Addr,a);Salary =s;void SetData(char * ,char *, int );int IsEqual(Object &);int IsGreat(Object &);MenNode( )if(Name) delete Name;if( Addr) delete Addr;void Show()/重新定义虚函数 cout 姓名： Namet 地址：Addrt 工资：Salaryn;void MenNode:Set

22、Data(char *n ,char *a, int s)if(Name) delete Name;if(Addr) delete Addr;if( n=0 ) Name =0;else Name = new char strlen(n)+1;strcpy(Name,n);if( a=0 ) Addr =0;else Addr = new char strlen(a)+1;strcpy(Addr,a);Salary =s;int MenNode:IsEqual(Object &obj)/定义比较结点是否相等的虚函数MenNode &temp=(MenNode &) obj;return (Salary =